反井施工技术在处理钻孔穿越坑道中的应用

在危机矿山深部探矿钻探施工中,钻孔难免会遇到采掘或废弃的坑道,给钻孔的正常施工带来了诸多困难。遇此情况后,采用反井施工技术,对钻孔进行反拉扩孔实施套管隔离,会收到良好的效果。为此目的,设计了反拉扩孔钻具、解决了高泵压下循环介质的密封问题。实现了钻孔快捷、经济的一次穿越坑道,达到了地质设计的目的。     

复合排渣钻进技术在松软突出煤层中的应用

分析了复合排渣钻进技术的原理、特点和工艺参数,介绍了在松软突出煤层中复合排渣钻进技术的配套设备和应用情况。实践表明,复合排渣钻进技术在松软突出煤层钻进中取得了较好的应用效果。     

基于单齿侵入理论的牙轮钻头钻速方程

考虑井底水平地应力、钻井流体压力及地层孔隙压力,基于单齿侵入理论推导单齿侵入井底岩石的侵深公式,建立纯滚动锥形齿、楔形齿和滚动、剪切复合运动锥形齿等牙轮钻头的钻速方程.通过实验分析刃尖角、井底液柱压力对单齿侵入深度的影响,以及转速、轴向载荷对微钻头、牙轮钻头机械钻速的影响.结果表明:随着牙齿刃尖角的增大,锥形齿和楔形齿的侵深呈指数递减趋势;随着井底液柱压力的增大,牙齿侵入深度呈指数递减趋势,其中锥形齿降低速率大.在软到中硬地层中,牙齿侵入深度大,冲击侵入、回转剪切复合破岩方式的破岩效率高;在硬度地层中,牙齿侵入深度小,纯滚动冲击侵入破岩效率高.为分析实钻时牙轮钻头的机械钻速提供计算方法.     

黑山煤田绳索取心钻进用泥浆的配制与维护管理

长期以来,绳钻工艺因与煤系地层不太适应,国内的一些煤田勘探,仍以提钻取心钻探工艺为主,由于提钻取心的岩心采取率低,一定程度上影响了煤田钻探的施工质量。在国内金属矿区已普遍采用成功应用的绳索取心钻进工艺,能否应用到煤田勘探中,我们于2012年在黑山煤田进行了有益的尝试,经过施工7个钻孔的实践,取得了煤田绳钻施工中,在冲洗液配制的重要环节,如何选好、用好泥浆的初步经验。     

安丘—莒县断裂小店—大店段断层活动证据及断层泥分布特征初步研究

郯庐断裂带最新活动的断层分布于潍坊至嘉山一带, 而安丘—莒县断裂是郯庐断裂带的重要活动断裂之一。 基于地质考察、 高密度电法探测和钻孔联合剖面, 对安丘—莒县断裂小店—大店段断层活动证据及断层泥分布特征进行研究。 地质考察发现紫红色砂砾岩逆冲到全新世耕植土上方, 两者之间发育断层泥带, 断层泥内含少量角砾岩, 为全新世活动逆断层。 高密度电法探测结果表明断层通过位置电阻率差异明显。 钻孔联合剖面揭露的地层: 全新世耕植土、 全风化砂质泥岩、 强风化砂质泥岩、 碎裂岩、 断层泥带及中风化砂质泥岩。 钻孔K1和K2揭露深灰色断层泥带, 倾向西, 倾角约为74°, 厚度约为13.9 m, 与南侧出露的断层泥带产状相协调。 工作区范围内, 发育多处褶皱、 破碎带和断层泥带, 断层表现为全新世逆断层性质。     

Combining 2D-basin and structural modelling to constrain heat transport along the Muroto Transect,Nankai Trough,Japan

The Nankai Trough located southeast of Shikoku Island, Japan, exhibits a zone of exceptionally high heat flow. In the central part of the Nankai Trough the fossil spreading centre of the Shikoku Basin is subducted beneath the southwest Japan arc. We have modelled the temperature and maturation history along the Muroto Transect reaching from the tip of the thrust zone out into nearly undeformed Quaternary and Tertiary sediments seawards of Nankai Trough. We used two balanced cross-sections defining the sections before and after overthrusting as input for 2D-basin modelling. We can show that rapid burial and overthrusting during the Quaternary in combination with a heat flow history following the cooling curve of a 15 Ma old oceanic plate is not sufficient to explain the measured maturity of organic material in the sediments. Several heat flow scenarios derived from theoretical concepts [Yamano, M., Kinoshita, M., Goto, S., Matsubayashi, O., 2003. Extremely high heat flow anomaly in the middle part of the Nankai Trough. Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C 28, 487–497.] and previous modelling approaches [e.g. Brown, K.M., Saffer, D.M., Bekins, B.A., 2001. Smectite diagenesis, pore water freshening, and fluid flow at the toe of the Nankai wedge. Earth and Planetary Science Letters 194, 97–109; Spinelli, G.A., Underwood, M.B., 2005. Modeling thermal history of subducting crust in Nankai Trough: constraints from in situ sediment temperature and diagenetic reaction progress. Geophysical Research Letters 32(L09301): doi:10.1029/2005GL022793; Steurer, J., Underwood, M.B., 2003. Clay mineralogy of mudstones from the Nankai Trough reference sites 1173 and 1177 and frontal accretionary prism site 1174. In: H. Mikada et al. (Eds.), pp. 1–37. Available from: <http://www-odp.tamu.edu/publications/190196SR/VOLUME/CHAPTERS/211.PDF>] were tested. The best match between observed maturity levels, temperature and heat flow measurements is reached for a heat flow history which initially assumes the cooling of a 15 Ma old oceanic lithosphere but is reheated to 170–180 mW/m² during the phase of rapid burial in the Quaternary. This can be achieved either by assuming the onset of hydrothermal circulation in the cooling crust or by reheating caused by off-axis volcanism at about 6 Ma [Yamano, M., Kinoshita, M., Goto, S., Matsubayashi, O., 2003. Extremely high heat flow anomaly in the middle part of the Nankai Trough. Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C 28, 487–497.].     

全套管旋挖钻进技术及其应用

介绍了全套管旋挖钻进技术应用范围,并论述了几种不同形式的旋挖全套管钻进用设备及工法、套管的结构性能以及其相应的施工工艺。     

小口径涡轮钻具减速器非对称齿轮弯曲强度分析

小口径涡轮钻具减速器是小井眼深井钻探钻具的重要部件,具有体积小、承载大的特点。采用非对称齿轮代替传统齿轮是提高减速器承载能力的有效手段。非对称齿轮两侧的齿根圆角半径和压力角是区别于对称齿轮的关键参数,通过改变齿轮的齿形结构进而影响了齿轮的齿根弯曲强度。为了进一步研究齿根圆角半径和工作侧压力角对齿根弯曲应力的影响规律,以φ127 mm涡轮钻具减速器中太阳轮为研究对象,建立非对称齿轮的受力模型,基于平截面法得到非对称齿轮齿根弯曲应力的理论计算公式,并通过有限元法对对称齿轮和非对称齿轮进行对比分析,仿真结果表明：增大齿根圆角半径能增大齿轮齿根过渡曲线的曲率半径,从而改善齿根处的应力集中;工作侧压力角的增大能有效降低齿根弯曲应力,但压力角超过一定值时,齿根弯曲应力逐渐趋于稳定。理论分析和仿真结果基本吻合,研究结果可以为优化减速器非对称齿轮的主要参数提供依据和参考。     

关于金刚石钻进工艺优化几个问题的研究

孕镶金刚石钻头钻进时,孔底所剩岩屑数量直接影响钻进是否处于正常状态,正确设计岩屑规程可以保证钻头正常钻进。计算和实验证明,冲洗液流在钻进过程确实产生空化气蚀现象,对钻头磨损有严重影响。设计各个通道过水面积相等的钻头,可以基本解决这个问题。应该保证供给的冲洗液量与机械钻速之比保持在合理的范围内。     

雄安新区工程地质勘察标准钻孔技术控制及施工实践

雄安新区地质勘察大会战中200 m标准勘察钻孔,地层层位交替变化大,局部夹软弱地层和砂土液化,砂类地层胶结性差、结构松散等,难以保证垂直度以及岩心采取率。施工中采用了合理钻具配置、优化钻进参数等综合措施,预防钻孔偏斜;同时在取心时采用松散地层干钻取心、岩心管内隔离措施、采用泥浆泵分流注浆退心等行之有效的技术措施,保证了钻孔质量,取得了非常明显的技术效果。